MODELADO NUMÉRICO 3D DE LA MADURACIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA EN CUENCAS SEDIMENTARIAS ESTRUCTURALMENTE COMPLEJAS

摘要

A three-dimensional (3D) sedimentary basin model is proposed to compute the organic matter maturation process that occurs in complex geological structures formed over geological time due to tectonic forces. Special attention is placed on the development of compressive basins. The calculation is based on rational approximations to solve the integrals quantifying the amount of organic matter which can potentially be transformed into hydrocarbons. The 3D geological structures considered consist on a sliding thrust sheet (allocthone) and a fixed block (autocthone), both of them separated by a fault plane. The basin's temperature history required for the maturation model is obtained from a previous model based on finite elements. The results show the influence of the temperature history, the heat flow and the basin 3D configuration, on the maturation process. Heat flow assessment is a key factor because of its major effect on temperature distribution, which, in turn, affects kerogen maturation. On the other hand, when a structure with an inclined topography was considered, a definite dependency of temperature and maturation on the 3D nature of the domain was observed, primarily because of the different values of the transformation ratio encountered along the dip-change direction 'of topography. In this regard, modeling the basin in 3D is necessary in order to avoid the underestimation of maturation values possibly occurring in a 2D standard model.%Se propone un modelo tridimensional (3D) para la maduración de la materia orgánica en cuencas sedimentarias cuya estructura geológica evoluciona debido a esfuerzos tectónicos, específicamente en cuencas compresivas. El modelo se basa en aproximaciones racionales para estimar las integrales que cuantifican la cantidad de materia orgánica potencialmente transformable en petróleo y/o gas. Las estructuras geológicas 3D consideradas están conformadas por una capa móvil (alóctono) y otra inmóvil (autóctono), ambas separadas por un plano de falla. La evolución de la temperatura es tomada de un modelo previo basado en elementos finitos, en el cual se inscribe el modelo planteado aquí. Los resultados obtenidos evidencian la influencia de la evo- lución de la temperatura, el flujo de calor basal y la estructura 3D de la cuenca, sobre el proceso de maduración. La determinación del flujo de calor basal es fundamental debido a su marcado efecto sobre la distribución de la temperatura, la cual, a su vez, afecta la maduración del querógeno. Por otro lado, al considerar una estructura con buzamiento en su topografía se observa que la temperatura y la maduración dependen decisivamente de la estructura propiamente dicha, debido a la aparición de un diferencial de maduración en la dirección de inclinación. En este sentido, es necesario efectuar el modelado 3D de la cuenca, a fin de evitar la subestimación de la maduración que se puede cometer mediante la aproximaci╚畁 tradicional en 2D.